JP7021523B2 - 液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置 - Google Patents

Description

本発明は液体吐出ヘッド、液体吐出ユニット、液体を吐出する装置に関する。

液体を吐出する液体吐出ヘッドとして、共通液室の一部の壁面を変位可能な壁面として、液体吐出に伴って共通液室内に伝搬する圧力変動を吸収、抑制するものが知られている。

例えば、従来、ノズル開口に連通する圧力発生室及び圧力発生室に供給する液体を貯留する液体貯留室の開口を塞ぐ封止板と、封止板の液体貯留室とは反対側に配置されたヘッドケースとを有し、ヘッドケースの液体貯留室に対応する部分にダンパ用凹部（ダンパ室）を形成し、ダンパ室に対応して封止板側にも凹部を設けて部分的に変位可能としたものがある（特許文献１）。

特許第４２８５４５３号公報

しかしながら、特許文献１に開示の構成にあっては、ヘッドケースに、封止板のダンパとなる部分の変位を許容するための専用のダンパ室（ダンパ用凹部）を設けなければならないという課題がある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、専用のダンパ室を設けることなくダンパを配置することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の請求項１に係る液体吐出ヘッドは、
液体を吐出する複数のノズルと、
前記ノズルにそれぞれ通じる複数の個別液室と、
前記複数の個別液室に通じる１又は複数の液導入部と、
前記液導入部を介して前記複数の個別液室に通じる共通液室と、を備え、
前記共通液室と前記液導入部との間に、前記共通液室の変位可能な壁面を形成するダンパが配置され、
液体吐出方向及びノズル配列方向と直交する方向において、ノズル側から、前記個別液室、前記ダンパ、前記共通液室と前記液導入部とを通じる開口部、の順に配置されている
構成とした。

本発明によれば、専用のダンパ室を設けることなくダンパを配置することができる。

本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。 同ヘッドの図１のＸ１－Ｘ１線におけるノズル配列方向に沿う断面説明図である。 同ヘッドの要部平面説明図である。 本発明の第２実施形態に係る液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。 本発明の第３実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。 本発明の第４実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。 本発明の第５実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。 本発明の第６実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。 本発明の第７実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。 本発明の第８実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。 本発明の第９実施形態に係る液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。 本発明に係る液体を吐出する装置の一例の要部平面説明図である。 同装置の要部側面説明図である。 本発明に係る液体吐出ユニットの他の例の要部平面説明図である。 本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例の正面説明図である。 本発明に係る液体を吐出する装置の他の例の概略説明図である。 同装置のヘッドユニットの平面説明図である。 同装置における液体循環システムの一例の説明に供するブロック説明図である。

以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。本発明の第１実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図１ないし図３を参照して説明する。図１は同液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図、図２は同ヘッドの図１のＸ１－Ｘ１線におけるノズル配列方向に沿う断面説明図、図３は同ヘッドの要部平面説明図である。

この液体吐出ヘッドは、ノズル板１と、流路板２と、壁面部材としての振動板部材３とを積層接合している。また、振動板部材３の振動領域（振動板）３０を変位させる圧電アクチュエータ１１と、ヘッドのフレーム部材を兼ねている共通液室部材２０とを備えている。

ノズル板１は、液体を吐出する複数のノズル４を有している。

流路板２は、複数のノズル４にそれぞれ通じる複数の個別液室６、複数の個別液室６にそれぞれ通じる供給流路を構成する複数の流体抵抗部７、１又は複数の流体抵抗部７に通じる１又は複数の液導入部８を形成している。なお、流路板２は、３枚の板状部材２Ａ～２Ｃを積層して構成している。

振動板部材３は、流路板２の個別液室６の壁面を形成する変形可能な振動領域３０を有する。ここでは、振動板部材３は２層構造（限定されない）とし、流路板２側から薄肉部を形成する第１層３Ａと、厚肉部を形成する第２層３Ｂで形成され、第１層３Ａで個別液室６に対応する部分に変形可能な振動領域３０を形成している。

そして、振動板部材３の個別液室６とは反対側に、振動板部材３の振動領域３０を変形させる駆動手段（アクチュエータ手段、圧力発生手段）としての電気機械変換素子を含む圧電アクチュエータ１１を配置している。

この圧電アクチュエータ１１は、ベース部材１３上に接合した圧電部材にハーフカットダイシングによって溝加工をして、ノズル配列方向において、所要数の柱状の圧電素子１２を所定の間隔で櫛歯状に形成している。

そして、圧電素子１２を振動板部材３の振動領域（振動板）３０に形成した島状の厚肉部である凸部３０ａに接合している。

この圧電素子１２は、圧電層と内部電極とを交互に積層したものであり、内部電極がそれぞれ端面に引き出されて外部電極が設けられ、外部電極にフレキシブル配線部材１５が接続されている。

共通液室部材２０は、共通液室１０を形成し、共通液室１０には外部から液体を供給する供給口２１が通じている。

共通液室１０は、振動板部材３に設けた流路である開口９を介して液導入部８に通じており、液導入部８を介して複数の個別液室６に通じている。

このように構成した液体吐出ヘッドにおいては、例えば圧電素子１２に与える電圧を基準電位（中間電位）から下げることによって圧電素子１２が収縮し、振動板部材３の振動領域３０が引かれて個別液室６の容積が膨張することで、個別液室６内に液体が流入する。

その後、圧電素子１２に印加する電圧を上げて圧電素子１２を積層方向に伸長させ、振動板部材３の振動領域３０をノズル４に向かう方向に変形させて個別液室６の容積を収縮させることにより、個別液室６内の液体が加圧され、ノズル４から液体が吐出される。

なお、ヘッドの駆動方法については上記の例（引き－押し打ち）に限るものではなく、駆動波形の与えた方によって引き打ちや押し打ちなどを行なうこともできる。

次に、本実施形態におけるダンパの配置構成について説明する。

本実施形態では、共通液室１０と液導入部８との間に、共通液室１０の変位可能な壁面を形成するダンパ１９を配置している。ダンパ１９の共通液室１０と反対側の面は、液導入部８に臨んでおり、ダンパ１９の変位を可能とするダンパ室（ダンパ用凹部）は、流路である液導入部８が兼ねている。ここでは、ダンパ１９は振動板部材３の薄肉部を構成する第１層３Ａで形成している。

ダンパ１９は、共通液室１０の長手方向（ノズル４の配列方向）の一辺１９ａが流路板２と共通液室部材２０との間に固定されている。共通液室１０の長手方向の一辺１９ａは個別液室６に近い側の辺であり、長手方向の他辺１９ｂは開口９の周縁を形成している。

この構成においては、共通液室１０の壁面を形成する変位可能なダンパ１９は、ダンパ１９の面内方向に沿う方向において、共通液室１０と液導入部８とを通じる開口９に隣接して配置されることになる。

これにより、液体吐出に伴って個別液室６から共通液室１０に伝搬した振動はダンパ１９が変位することで吸収ないし抑制される。

そして、共通液室１０と液導入部８との間にダンパ１９を配置することで、流路となる液導入部８がダンパ室（ダンパ用凹部）を兼ねることができるので、流路とは別に専用のダンパ室を設けることなくダンパ１９を配置することができる。

この場合、１つの液導入部８が１つの個別液室６に通じる構成に代えて、１つの液導入部８が複数の個別液室６に通じる構成とすることができる。この構成とすることで、１つの液導入部８の共通液室長手方向（ノズル配列方向）の幅が広くなり、１つの液導入部８に対応するダンパ１９の面積が広くなって変位が容易になる。

次に、本発明の第２実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図４を参照して説明する。図４は同液体吐出ヘッドのノズル配列方向と直交する方向の断面説明図である。

この液体吐出ヘッドは循環型ヘッドであり、ノズル板１と、流路板２と、壁面部材としての振動板部材３と、圧電アクチュエータ１１と、共通液室部材２０とを備えている。

流路板２は、複数のノズル４にそれぞれノズル連通路５を介して通じる複数の個別液室６と、複数の供給側の流体抵抗部７と、１又は複数の液導入部８とを形成している。また、流路板２は、複数の個別液室６にそれぞれノズル連通路５を介して通じる排出側個別流路５６と、排出側個別流路５６に通じる１又は複数の液導出部５８を形成している。

共通液室部材２０は、供給側の共通液室１０と、排出側の共通液室５０を形成している。供給側の共通液室１０は、振動板部材３に設けた供給側の開口９を通じて液導入部８に通じている。排出側の共通液室５０は、振動板部材３に設けた排出側の開口５９を通じて液導出部５８に通じている。

また、供給側の共通液室１０は供給口２１を介して外部の循環経路に接続され、排出側の共通液室５０は排出口２２を介して外部の循環経路に接続されている。

この循環型液体吐出ヘッドにおいては、前記第１実施形態と同様に、圧電素子１２を駆動することによって個別液室６内の液体が加圧されて、ノズル４から液体が吐出される。

このとき、ノズル４から吐出されない液体は、排出側個別流路５６、液導出部５８、排出側の開口５９から排出側の共通液室５０に排出され、排出側の共通液室５０から外部の循環経路を通じて供給側の共通液室１０に再度供給される。

また、ノズル４から液体を吐出する液体吐出動作を行っていないときにも、供給側の共通液室１０から供給側の開口９、液導入部８、流体抵抗部７、個別液室６、ノズル連通路５、排出側個別流路５６、液導出部５８、排出側の開口５９を経て排出側の共通液室５０に排出され、排出側の共通液室５０から外部の循環経路を通じて供給側の共通液室１０に再度供給される。

そして、本実施形態では、排出側の共通液室５０と液導出部５８との間に、排出側の共通液室５０の変位可能な壁面を形成するダンパ６９を配置している。ダンパ５９の共通液室５０と反対側の面は、液導出部５８に臨んでおり、ダンパ５９の変位を可能とするダンパ室（ダンパ用凹部）は、流路である液導出部５８が兼ねている。ここでは、ダンパ６９は振動板部材３の薄肉部を構成する第１層３Ａで形成している。

ダンパ６９は、排出側の共通液室５０の長手方向の一辺が流路板２と共通液室部材２０との間に固定されている。ここでは、排出側の共通液室５０の長手方向の一辺は、排出側の開口５９と反対側の一辺としている。

この構成においては、排出側の共通液室５０の壁面を形成する変位可能なダンパ６９は、ダンパ６９の面内方向に沿う方向において、排出側の共通液室５０と液導出部５８とを通じる開口５９に隣接して配置されることになる。

これにより、液体吐出に伴って個別液室６から排出側個別流路５６を通じて排出側の共通液室５０に伝搬した振動はダンパ６９が変位することで吸収ないし抑制される。

そして、排出側の共通液室５０と液導出部５８との間にダンパ６９を配置することで、流路となる液導出部５８がダンパ室（ダンパ用凹部）を兼ねることができ、流路とは別に専用のダンパ室を設けることなくダンパ５９を配置することができる。

なお、供給側のダンパ１９の配置等については前記第１実施形態と同様である。

次に、本発明の第３実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図５を参照して説明する。図５は同液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。

本実施形態では、ダンパ１９の共通液室１０の長手方向の両端１９ｃ、１９ｄを流路板２と共通液室部材２０との間で固定している。

これにより、ダンパ１９の変位が容易になって振動吸収特性が向上する。

次に、本発明の第４実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図６を参照して説明する。図６は同液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。

本実施形態では、ダンパ１９の共通液室１０の長手方向の一辺１９ａを流路板２と共通液室部材２０との間で固定している。また、ダンパ１９の長手方向の他辺１９ｂを、複数の架橋部１９Ａを介して、部分的に、流路板２と共通液室部材２０との間で固定している。

これにより、ダンパ１９の変位が容易になって振動吸収特性が向上するとともに、ダンパ１９の剛性が高くなる。

次に、本発明の第５実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図７を参照して説明する。図７は同液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。

本実施形態では、ダンパ１９の共通液室１０の長手方向の両端１９ｃ、１９ｄを流路板２と共通液室部材２０との間で固定している。また、ダンパ１９の共通液室１０の長手方向の一辺１９ａ、他辺１９ｂには、それぞれ、部分的に複数の架橋部１９Ａを設け、この架橋部１９Ａを流路板２と共通液室部材２０との間で固定している。

これにより、ダンパ１９の変位が容易になって振動吸収特性が向上するとともに、ダンパ１９の剛性が高くなる。

次に、本発明の第６実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図８を参照して説明する。図８は同液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。

本実施形態では、ダンパ１９の共通液室１０の長手方向の一辺１９ａ、他辺１９ｂ、長手方向の両端１９ｃ（１９ｄも同じ）には、それぞれ、部分的に複数の架橋部１９Ａを設け、この架橋部１９Ａを流路板２と共通液室部材２０との間で固定し、外周部を部分的に固定している。

これにより、ダンパ１９の変位が容易になって振動吸収特性が向上するとともに、ダンパ１９の剛性が高くなる。

次に、本発明の第７実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図９を参照して説明する。図９は同液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。

本実施形態では、共通液室１０と液導入部８との間は、単純な開口９に代えて、フィルタ９０を介して通じている。フィルタ９０にはノズル４の孔径よりも小さい径のフィルタ孔９０ａが形成されている。

フィルタ９０も振動板部材３の第１層３Ａによって構成しており、ダンパ１９とフィルタ９０とは、ダンパ１９の面内方向に沿う方向において隣接して配置されている。

このように、ダンパ１９とフィルタ９０とを同じ部材（第１層３Ａ）で形成して隣接して配置することにより、ダンパ１９の剛性が高くなる。

次に、本発明の第８実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図１０を参照して説明する。図１０は同液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。

本実施形態では、前記第７実施形態と同様に、共通液室１０と液導入部８との間は、ダンパ１９及びフィルタ９０を配置している。そして、ダンパ１９には、フィルタ９０のフィルタ孔９０ａの径（フィルタ孔径）よりも小さい径の貫通孔９１を設けている。

このように構成することで、ダンパ１９の貫通孔９１を通過できない粘度の液体を使用するときには、ダンパ１９はダンパとして機能し、貫通孔９１を通過可能な液体を使用するときには、共通液室１０から液導入部８との間の流体抵抗を小さくすることができる。

次に、本発明の第９実施形態に係る液体吐出ヘッドについて図１１を参照して説明する。図１１は同液体吐出ヘッドの要部平面説明図である。

本実施形態では、前記第７実施形態と同様に、共通液室１０と液導入部８との間は、ダンパ１９及びフィルタ９０を配置している。そして、ダンパ１９には、フィルタ９０のフィルタ孔９０ａの径（フィルタ孔径）と同じ径の貫通孔９２を設けている。

このとき、ダンパ１９の複数の貫通孔９２の総開口面積がフィルタ９０の複数のフィルタ孔９０ａの総開口面積よりも小さくなる数の貫通孔９２を形成している。

このように構成することで、前記第８実施形態と同様に、ダンパ１９の貫通孔９２を通過できない粘度の液体を使用するときには、ダンパ１９はダンパとして機能し、貫通孔９２を通過可能な液体を使用するときには、共通液室１０から液導入部８との間の流体抵抗を小さくすることができる。

なお、上記第３実施形態ないし第９実施形態は、前記第２実施形態の循環型液体吐出ヘッドにも同様に適用することができる。

次に、本発明に係る液体を吐出する装置の一例について図１２及び図１３を参照して説明する。図１２は同装置の要部平面説明図、図１３は同装置の要部側面説明図である。

この装置は、シリアル型装置であり、主走査移動機構４９３によって、キャリッジ４０３は主走査方向に往復移動する。主走査移動機構４９３は、ガイド部材４０１、主走査モータ４０５、タイミングベルト４０８等を含む。ガイド部材４０１は、左右の側板４９１Ａ、４９１Ｂに架け渡されてキャリッジ４０３を移動可能に保持している。そして、主走査モータ４０５によって、駆動プーリ４０６と従動プーリ４０７間に架け渡したタイミングベルト４０８を介して、キャリッジ４０３は主走査方向に往復移動される。

このキャリッジ４０３には、本発明に係る液体吐出ヘッド４０４及びヘッドタンク４４１を一体にした液体吐出ユニット４４０を搭載している。液体吐出ユニット４４０の液体吐出ヘッド４０４は、例えば、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色の液体を吐出する。また、液体吐出ヘッド４０４は、複数のノズルからなるノズル列を主走査方向と直交する副走査方向に配置し、吐出方向を下方に向けて装着している。

液体吐出ヘッド４０４の外部に貯留されている液体を液体吐出ヘッド４０４に供給するための供給機構４９４により、ヘッドタンク４４１には、液体カートリッジ４５０に貯留されている液体が供給される。

供給機構４９４は、液体カートリッジ４５０を装着する充填部であるカートリッジホルダ４５１、チューブ４５６、送液ポンプを含む送液ユニット４５２等で構成される。液体カートリッジ４５０はカートリッジホルダ４５１に着脱可能に装着される。ヘッドタンク４４１には、チューブ４５６を介して送液ユニット４５２によって、液体カートリッジ４５０から液体が送液される。

この装置は、用紙４１０を搬送するための搬送機構４９５を備えている。搬送機構４９５は、搬送手段である搬送ベルト４１２、搬送ベルト４１２を駆動するための副走査モータ４１６を含む。

搬送ベルト４１２は用紙４１０を吸着して液体吐出ヘッド４０４に対向する位置で搬送する。この搬送ベルト４１２は、無端状ベルトであり、搬送ローラ４１３と、テンションローラ４１４との間に掛け渡されている。吸着は静電吸着、あるいは、エアー吸引などで行うことができる。

そして、搬送ベルト４１２は、副走査モータ４１６によってタイミングベルト４１７及びタイミングプーリ４１８を介して搬送ローラ４１３が回転駆動されることによって、副走査方向に周回移動する。

さらに、キャリッジ４０３の主走査方向の一方側には搬送ベルト４１２の側方に液体吐出ヘッド４０４の維持回復を行う維持回復機構４２０が配置されている。

維持回復機構４２０は、例えば液体吐出ヘッド４０４のノズル面（ノズルが形成された面）をキャッピングするキャップ部材４２１、ノズル面を払拭するワイパ部材４２２などで構成されている。

主走査移動機構４９３、供給機構４９４、維持回復機構４２０、搬送機構４９５は、側板４９１Ａ，４９１Ｂ、背板４９１Ｃを含む筐体に取り付けられている。

このように構成したこの装置においては、用紙４１０が搬送ベルト４１２上に給紙されて吸着され、搬送ベルト４１２の周回移動によって用紙４１０が副走査方向に搬送される。

そこで、キャリッジ４０３を主走査方向に移動させながら画像信号に応じて液体吐出ヘッド４０４を駆動することにより、停止している用紙４１０に液体を吐出して画像を形成
する。

このように、この装置では、本発明に係る液体吐出ヘッドを備えているので、高画質画像を安定して形成することができる。

次に、本発明に係る液体吐出ユニットの他の例について図１４を参照して説明する。図１４は同ユニットの要部平面説明図である。

この液体吐出ユニットは、前記液体を吐出する装置を構成している部材のうち、側板４９１Ａ、４９１Ｂ及び背板４９１Ｃで構成される筐体部分と、主走査移動機構４９３と、キャリッジ４０３と、液体吐出ヘッド４０４で構成されている。

なお、この液体吐出ユニットの例えば側板４９１Ｂに、前述した維持回復機構４２０、及び供給機構４９４の少なくともいずれかを更に取り付けた液体吐出ユニットを構成することもできる。

次に、本発明に係る液体吐出ユニットの更に他の例について図１５を参照して説明する。図１５は同ユニットの正面説明図である。

この液体吐出ユニットは、流路部品４４４が取付けられた液体吐出ヘッド４０４と、流路部品４４４に接続されたチューブ４５６で構成されている。

なお、流路部品４４４はカバー４４２の内部に配置されている。流路部品４４４に代えてヘッドタンク４４１を含むこともできる。また、流路部品４４４の上部には液体吐出ヘッド４０４と電気的接続を行うコネクタ４４３が設けられている。

次に、本発明に係る液体を吐出する装置の他の例について図１６及び図１７を参照して説明する。図１６は同装置の概略説明図、図１７は同装置のヘッドユニットの平面説明図である。

この装置は、連続媒体５１０を搬入する搬入手段５０１と、搬入手段５０１から搬入された連続媒体５１０を印刷手段５０５に案内搬送する案内搬送手段５０３と、連続媒体５１０に対して液体を吐出して画像を形成する印刷を行う印刷手段５０５と、連続媒体５１０を乾燥する乾燥手段５０７と、連続媒体５１０を排出する排出手段５０９などを備えている。

連続媒体５１０は搬入手段５０１の元巻きローラ５１１から送り出され、搬入手段５０１、案内搬送手段５０３、乾燥手段５０７、排出手段５０９の各ローラによって案内、搬送されて、排出手段５０９の巻取りローラ５９１にて巻き取られる。

この連続媒体５１０は、印刷手段５０５において、搬送ガイド部材５５９上をヘッドユニット５５０及びヘッドユニット５５５に対向して搬送され、ヘッドユニット５５０から吐出される液体によって画像が形成され、ヘッドユニット５５から吐出される処理液で後処理が行われる。

ここで、ヘッドユニット５５０には、例えば、媒体搬送方向上流側から、４色分のフルライン型ヘッドアレイ５５１Ｋ、５５１Ｃ、５５１Ｍ、５５１Ｙ（以下、色の区別しないときは「ヘッドアレイ５５１」という。）が配置されている。

各ヘッドアレイ５５１は、液体吐出手段であり、それぞれ、搬送される連続媒体５１０に対してブラックＫ，シアンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの液体を吐出する。なお、色の種類及び数はこれに限るものではない。

ヘッドアレイ５５１は、例えば、本発明に係る複数の液体吐出ヘッド（これを、単に「ヘッド」ともいう。）１０００をベース部材５５２上に千鳥状に並べて配置したものであるが、これに限らない。

次に、この装置における液体循環システムの一例について図１８を参照して説明する。図１８は同システムの説明に供するブロック説明図である。

液体循環システム６３０は、メインタンク６０２、ヘッド１０００、供給タンク６３１、循環タンク６３２、コンプレッサ６３３、真空ポンプ６３４、第１送液ポンプ６３５、第２送液ポンプ６３６、供給側圧力センサ６３７、循環側圧力センサ６３８、レギュレータ（Ｒ）６３９ａ，６３９ｂなどで構成されている。

供給側圧力センサ６３７は、供給タンク６３１とヘッド１０００との間であって、ヘッド１０００の供給ポートに繋がった供給側流路に接続されている。循環側圧力センサ６３８は、ヘッド１０００と循環タンク６３２との間であって、ヘッド１０００の排出ポートに繋がった排出側流路に接続されている。

循環タンク６３２の一方は、第１送液ポンプ６３５を介して供給タンク６３１と接続されており、循環タンク６３２の他方は第２送液ポンプ６３６を介してメインタンク６０２と接続されている。

これにより、供給タンク６３１から供給ポート７１を通ってヘッド１０００内に液体が流入し、排出ポート７２から排出されて循環タンク６３２へ排出される。そして、さらに第１送液ポンプ６３５によって循環タンク６３２から供給タンク６３１へ液体が送られることによって液体が循環する。

また、供給タンク６３１にはコンプレッサ６３３がつなげられており、供給側圧力センサ６３７で所定の正圧が検知されるように制御される。一方、循環タンク６３２には真空ポンプ６３４がつなげられており、循環側圧力センサ６３８で所定の負圧が検知されるよう制御される。

これにより、ヘッド１０００内を通って液体を循環させつつ、メニスカスの負圧を一定に保つことができる。

また、ヘッド１０００のノズル４から液体を吐出すると、供給タンク６３１及び循環タンク６３２内の液体量が減少していく。そのため、適宜、第２送液ポンプ６３６を用いて、メインタンク６０２から循環タンク６３２に液体を補充する。メインタンク６０２から循環タンク６３２への液体補充のタイミングは、循環タンク６３２内の液体の液面高さが所定高さよりも下がったときに液体補充を行うなど、循環タンク６３２内に設けた液面センサなどの検知結果によって制御することができる。

本願において、吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。より具体的には、水や有機溶媒等の溶媒、染料や顔料等の着色剤、重合性化合物、樹脂、界面活性剤等の機能性付与材料、ＤＮＡ、アミノ酸やたんぱく質、カルシウム等の生体適合材料、天然色素等の可食材料、などを含む溶液、懸濁液、エマルジョンなどであり、これらは例えば、インクジェット用インク、表面処理液、電子素子や発光素子の構成要素や電子回路レジストパターンの形成用液、３次元造形用材料液等の用途で用いることができる。

液体を吐出するエネルギー発生源として、圧電アクチュエータ（積層型圧電素子及び薄膜型圧電素子）、発熱抵抗体などの電気熱変換素子を用いるサーマルアクチュエータ、振動板と対向電極からなる静電アクチュエータなどを使用するものが含まれる。

「液体吐出ユニット」は、液体吐出ヘッドに機能部品、機構が一体化したものであり、液体の吐出に関連する部品の集合体が含まれる。例えば、「液体吐出ユニット」は、ヘッドタンク、キャリッジ、供給機構、維持回復機構、主走査移動機構の構成の少なくとも一つを液体吐出ヘッドと組み合わせたものなどが含まれる。

ここで、一体化とは、例えば、液体吐出ヘッドと機能部品、機構が、締結、接着、係合などで互いに固定されているもの、一方が他方に対して移動可能に保持されているものを含む。また、液体吐出ヘッドと、機能部品、機構が互いに着脱可能に構成されていても良い。

例えば、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。また、チューブなどで互いに接続されて、液体吐出ヘッドとヘッドタンクが一体化されているものがある。ここで、これらの液体吐出ユニットのヘッドタンクと液体吐出ヘッドとの間にフィルタを含むユニットを追加することもできる。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドとキャリッジが一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドを走査移動機構の一部を構成するガイド部材に移動可能に保持させて、液体吐出ヘッドと走査移動機構が一体化されているものがある。また、液体吐出ヘッドとキャリッジと主走査移動機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、液体吐出ヘッドが取り付けられたキャリッジに、維持回復機構の一部であるキャップ部材を固定させて、液体吐出ヘッドとキャリッジと維持回復機構が一体化されているものがある。

また、液体吐出ユニットとして、ヘッドタンク若しくは流路部品が取付けられた液体吐出ヘッドにチューブが接続されて、液体吐出ヘッドと供給機構が一体化されているものがある。このチューブを介して、液体貯留源の液体が液体吐出ヘッドに供給される。

主走査移動機構は、ガイド部材単体も含むものとする。また、供給機構は、チューブ単体、装填部単体も含むものする。

「液体を吐出する装置」には、液体吐出ヘッド又は液体吐出ユニットを備え、液体吐出ヘッドを駆動させて液体を吐出させる装置が含まれる。液体を吐出する装置には、液体が付着可能なものに対して液体を吐出することが可能な装置だけでなく、液体を 気中や液中に向けて吐出する装置も含まれる。

この「液体を吐出する装置」は、液体が付着可能なものの給送、搬送、排紙に係わる手段、その他、前処理装置、後処理装置なども含むことができる。

例えば、「液体を吐出する装置」として、インクを吐出させて用紙に画像を形成する装置である画像形成装置、立体造形物（三次元造形物）を造形するために、粉体を層状に形成した粉体層に造形液を吐出させる立体造形装置（三次元造形装置）がある。

また、「液体を吐出する装置」は、吐出された液体によって文字、図形等の有意な画像が可視化されるものに限定されるものではない。例えば、それ自体意味を持たないパターン等を形成するもの、三次元像を造形するものも含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」とは、液体が少なくとも一時的に付着可能なものであって、付着して固着するもの、付着して浸透するものなどを意味する。具体例としては、用紙、記録紙、記録用紙、フィルム、布などの被記録媒体、電子基板、圧電素子などの電子部品、粉体層（粉末層）、臓器モデル、検査用セルなどの媒体であり、特に限定しない限り、液体が付着するすべてのものが含まれる。

上記「液体が付着可能なもの」の材質は、紙、糸、繊維、布帛、皮革、金属、プラスチック、ガラス、木材、セラミックスなど液体が一時的でも付着可能であればよい。

また、「液体を吐出する装置」は、液体吐出ヘッドと液体が付着可能なものとが相対的に移動する装置があるが、これに限定するものではない。具体例としては、液体吐出ヘッドを移動させるシリアル型装置、液体吐出ヘッドを移動させないライン型装置などが含まれる。

また、「液体を吐出する装置」としては、他にも、用紙の表面を改質するなどの目的で用紙の表面に処理液を塗布するために処理液を用紙に吐出する処理液塗布装置、原材料を溶液中に分散した組成液を、ノズルを介して噴射させて原材料の微粒子を造粒する噴射造粒装置などがある。

なお、本願の用語における、画像形成、記録、印字、印写、印刷、造形等はいずれも同義語とする。

１ ノズル板
２ 流路板
３ 振動板部材
４ ノズル
５ ノズル連通路
６ 個別液室
７ 流体抵抗部
８ 液導入部
９ 開口（供給側の開口）
１０ 共通液室（供給側の共通液室）
１１ 圧電アクチュエータ
１９ ダンパ（供給側のダンパ）
２０ 共通液室部材
５０ 排出側の共通液室
５８ 液導出部
５９ 排出側の開口
６９ ダンパ（排出側のダンパ）
４０３ キャリッジ
４０４ 液体吐出ヘッド
４４０ 液体吐出ユニット
６３０ 液体循環システム
１０００ 液体吐出ヘッド

Claims (12)

1. 液体を吐出する複数のノズルと、
   前記ノズルにそれぞれ通じる複数の個別液室と、
   前記複数の個別液室に通じる１又は複数の液導入部と、
   前記液導入部を介して前記複数の個別液室に通じる共通液室と、を備え、
   前記共通液室と前記液導入部との間に、前記共通液室の変位可能な壁面を形成するダンパが配置され、
   液体吐出方向及びノズル配列方向と直交する方向において、ノズル側から、前記個別液室、前記ダンパ、前記共通液室と前記液導入部とを通じる開口部、の順に配置されている
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
2. 液体を吐出する複数のノズルと、
   前記ノズルにそれぞれ通じる複数の個別液室と、
   前記複数の個別液室に通じる１又は複数の液導入部と、
   前記液導入部を介して前記複数の個別液室に通じる供給側の共通液室と、
   前記複数の個別液室にそれぞれ通じて前記液体を排出する複数の個別排出流路と、
   前記複数の個別排出流路に通じる１又は複数の液導出部と、
   前記液導出部を介して前記複数の個別排出流路が通じる排出側の共通液室と、を備え、
   前記供給側の共通液室と前記液導入部との間に、前記供給側の共通液室の変位可能な壁面を形成する供給側のダンパが配置され、
   前記排出側の共通液室と前記液導出部との間に、前記排出側の共通液室の変位可能な壁面を形成する排出側のダンパが配置され、
   液体吐出方向及びノズル配列方向と直交する方向において、ノズル側から、前記個別液室、前記ダンパ、前記供給側の共通液室と前記液導入部とを通じる開口部、の順に配置されている
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
3. 前記ダンパは、前記共通液室の長手方向に沿う一辺が固定されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
4. 前記ダンパは、前記共通液室の長手方向の両端が固定されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
5. 前記ダンパは、外周部が部分的に固定されている
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液体吐出ヘッド。
6. 前記ダンパの面内方向に沿う方向において、前記ダンパに隣接して複数のフィルタ孔を有するフィルタが配置されている
   ことを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の液体吐出ヘッド。
7. 前記ダンパには、前記フィルタの前記フィルタ孔の孔径よりも小さい貫通孔が設けられている
   ことを特徴とする請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
8. 前記ダンパには、前記フィルタの前記フィルタ孔の孔径と同じ孔径の貫通孔が設けられ、
   前記ダンパの複数の前記貫通孔の総開口面積は、前記フィルタの複数の前記フィルタ孔の総開口面積よりも狭い
   ことを特徴とする請求項６に記載の液体吐出ヘッド。
9. 液体を吐出する複数のノズルと、
   前記ノズルにそれぞれ通じる複数の個別液室と、
   前記複数の個別液室に通じる１又は複数の液導入部と、
   前記液導入部を介して前記複数の個別液室に通じる共通液室と、を備え、
   前記共通液室と前記液導入部との間に、前記共通液室の変位可能な壁面を形成するダンパが配置され、
   前記ダンパの面内方向に沿う方向において、前記ダンパに隣接して複数のフィルタ孔を有するフィルタが配置され、
   前記ダンパには、前記フィルタの前記フィルタ孔の孔径と同じ孔径の貫通孔が設けられ、
   前記ダンパの複数の前記貫通孔の総開口面積は、前記フィルタの複数の前記フィルタ孔の総開口面積よりも狭い
   ことを特徴とする液体吐出ヘッド。
10. 請求項１ないし９のいずれかに記載の液体吐出ヘッドを含む
    ことを特徴とする液体吐出ユニット。
11. 前記液体吐出ヘッドに供給する液体を貯留するヘッドタンク、前記液体吐出ヘッドを搭載するキャリッジ、前記液体吐出ヘッドに液体を供給する供給機構、前記液体吐出ヘッドの維持回復を行う維持回復機構、前記液体吐出ヘッドを主走査方向に移動させる主走査移動機構の少なくともいずれか一つと前記液体吐出ヘッドとを一体化した
    ことを特徴とする請求項１０に記載の液体吐出ユニット。
12. 請求項１ないし９のいずれかに記載の液体吐出ヘッド、又は、請求項１０若しくは１１に記載の液体吐出ユニットを備えている
    ことを特徴とする液体を吐出する装置。

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